Ponad 50 lat temu w górnych warstwach ziemskiej atmosfery odkryto dziwne echo radiowe. Teraz naukowcy twierdzą, że znaleźli źródło tego zjawiska.
W 1962 r. Obserwatorium radiowe Hikamerka, zbudowane w pobliżu Limy w Peru, zarejestrowało niewytłumaczalne zjawisko odbijające fale radiowe, przekazujące sygnały z powrotem na ziemię. Tajemnicza przyczyna tych ech była na wysokości od 80 do 100 mil (130 i 160 kilometrów) nad poziomem morza.
„Gdy tylko zbudowali ten radar, naprawili to zjawisko”, powiedział badacz Meers Oppenheim z Center for Space Physics na Boston University. „Widzieli wiele sygnałów, których nigdy wcześniej nie widzieli”.
Osobliwy radar
Chociaż wyjaśniono inne zjawiska obserwatorium, te echa radarowe nadal myliły naukowców.
„Aby zobaczyć, co dzieje się na tej wysokości, naukowcy wystrzeliwali rakiety wyposażone w anteny i detektory cząstek w tym czasie. Przyrządy zaprojektowane do wykrywania fal radarowych nie widziały prawie niczego” - powiedział Oppenheim.
Ponadto zjawisko to przejawiało się tylko w ciągu dnia, znikając w nocy. Echo pojawiło się o świcie każdego dnia na wysokości około 100 mil (160 km) nad ziemią, zanim spadło na wysokość 80 mil (130 km) i stało się silniejsze. W południe echo zaczęło się wznosić do punktu startowego na wysokość 100 mil. Kiedy ten sygnał został wykreślony, przybrał formę naszyjnika. Podczas częściowego zaćmienia Słońca w 2011 r., Które przeszło przez Narodowe Laboratorium Badań Atmosferycznych w Indiach, echo ustało.
„Potem nastąpił rozbłysk słoneczny, a echo radiowe zmieniło się” - powiedział Oppenheim. „Stało się naprawdę silne”.
Słońce bierze odpowiedzialność.
Teraz, dzięki superkomputerom, Oppenheim i Jacob Dimant, pracujący również w Centrum Fizyki Kosmicznej, wymodelowali ekscentryczny radar, aby znaleźć winowajcę - Słońce.
„Promieniowanie ultrafioletowe ze Słońca wydaje się przecinać jonosferę (część górnej atmosfery Ziemi, znajdującą się między 50 a 370 milami lub 80 i 600 km nad poziomem morza), gdzie wykryto echo radiowe”, powiedzieli. „Następnie promieniowanie w postaci fotonów (cząstek światła) rozszczepia cząsteczki, w wyniku czego powstają dodatnio naładowane cząstki zwane jonami, głównie dodatnio naładowanym tlenem i wolnym elektronem (cząsteczka naładowana ujemnie, która nie jest przyłączona do atomu lub cząsteczki)”.
„Ten ultra-naładowany elektron lub fotoelektron pędzi w postaci błyskawicy przez atmosferę, która jest znacznie zimniejsza na tej wysokości niż fotoelektron” - powiedział Oppenheim.
Tworzenie fal
Wykorzystując symulacje komputerowe, naukowcy pozwolili tym wysokoenergetycznym elektronom oddziaływać z innymi, mniej energicznymi cząstkami.
Gdy te wysokoenergetyczne elektrony pędzą przez chłodne, powolne środowisko jonosfery, powstaje tzw. Kinetyczna niestabilność plazmy (turbulencja, w pewnym sensie). Rezultat: elektrony zaczynają wibrować przy różnych długościach fal.
„Jeden rodzaj bardzo energetycznych cząstek poruszających się w populacji znacznie mniej energetycznych cząstek jest jak bieganie z łukiem skrzypcowym po strunach. Zimne środowisko zaczyna generować fale rezonansowe” - wyjaśnił Oppenheim.
„Powodem, dla którego nie wyjaśniono tego od dawna, jest to, że jest to bardzo złożony mechanizm” - dodał.
